FFplay序列号分析

持续创作，加速成长！这是我参与「掘金日新计划 · 10 月更文挑战」的第19天，点击查看活动详情

在之前的几篇文章里面，都零零散散提及过序列号这个概念。但是 序列号 这个概念对于 FFplay 播放器 非常重要的，很多代码都跟序列号有关。所以单独写一篇文章介绍序列号。

序列号 主要是给 快进快退 这个功能准备的。如果不能快进快退，那其实就不需要序列号。只要解复用线程不断读取 AVPacket 放进去 PacketQueue 队列，解码线程不断从 PacketQueue 取数据来解码放进去 FrameQueue，最后有播放线程来取 FrameQueue 的数据取播放就行。

整体的流程图如下：

PacketQueue 跟 FrameQueue 都是缓存队列，都是先提取准备好要用的数据。但是就是因为加了 快进快退 这个功能，一旦跳转到别的时间点播放，之前提前准备好的数据是不是就不能用了？

所以就需要一个序列号来判断，之前缓存的数据是不是最新的，所以序列号可以看成是版本号一样的东西。

FFplay 播放器主要有 4 个序列号字段，分别如下：

1， struct PackeQueue 的 serial ，这是队列本身的序列号。可以看成是最新的序列号的值。

2，  struct MyAVPacketList 的 serial ，队列里面 AVPacket 的序列号。

3， struct Decoder 的 pkt_serial，记录的是解码器上一次用来解码的 AVPacket 的序列号

4， struct Frame 的 serial，队列里面 AVFrame 的序列号。

首先，MyAVPacketList 的 serial 来源与 PackeQueue 的 serial，在 packet_queue_put_private() 函数里面可以看到：

Frame 的 serial 是来源于 Decoder 的 pkt_serial，如下：

而 Decoder 结构里面的 pkt_serial 又是来自哪里的呢？

答： 是在 decoder_decode_frame() 里面进行赋值的。记录的是最近一次输入解码器的 AVPacket 的序列号，如下：

因此，可以说，Frame 的 serial 是间接来源于 AVPacket 的 serial 的。

现在已经弄懂了 4 个序列号赋值的地方，那这 4 个序列号字段用来哪些代码里面呢？

答：只要跟缓存有关的逻辑，都会判断序列号。

因为序列号是为了 快进快退 功能准备的，所以先简单讲解一下 快进快退的逻辑，更详细的分析请看《FFplay跳转时间点播放》。

当你按下上下左右其中一个键的时候，就会产生一个 seek 操作，这是调 stream_seek() 函数实现的，如下：

stream_seek() 函数的代码如下：

/* seek in the stream */
static void stream_seek(VideoState *is, int64_t pos, int64_t rel, int seek_by_bytes)
{
    if (!is->seek_req) {
        is->seek_pos = pos;
        is->seek_rel = rel;
        is->seek_flags &= ~AVSEEK_FLAG_BYTE;
        if (seek_by_bytes)
            is->seek_flags |= AVSEEK_FLAG_BYTE;
        is->seek_req = 1;
        SDL_CondSignal(is->continue_read_thread);
    }
}

上面的代码重点是设置 了 is->seek_req 标记 以及 要跳到到哪些位置播放。然后就会唤醒 read_thread() 线程。 read_thread() 线程看到 is->seek_req 这个标记，就会开始进行 seek 操作。如下：

所以，真正进行 seek 操作的地方是在 read_thread() 解复用线程里面，而不是 main 线程。

从上图可以看出来，用 avformat_seek_file() 进行 seek 操作之后，就会 调 packet_queue_flush() 函数来刷新 序列号，来达到丢弃之前的无效缓存的效果。

packet_queue_flush() 是一个非常重点的函数，代码如下：

可以看到，一开始就清空了 PacketQueue 队列里面的数据，然后把序列号 +1。

我个人有个疑问，既然 +1 之前已经把 数据清空，那 解码线程 从 PakcetQueue 取数据的时候根本不需要判断序列号。因为已经清空了，解码线程不可能取到旧的 AVPacket。

先不管这个，反正 PacketQueue 的 serial 序列号刷新了。

PacketQueue 队列本身的 serial 序列号 +1 刷新，会导致一系列的连环反应。

首先是后面 解复用线程往 PacketQueue 队列 加进去的 MyAVPacketList 的 serial 也会是最新的。但是，解码管理器（struct Decoder）里面的 pkt_serial 还是旧值。

之前说过，struct Decoder 的 pkt_serial 记录的是上一次解码的 AVPacket 的序列号。

这就会导致，直接放弃解码器里面的缓存，用新的 AVPacket 进行解码，如下：

同样会导致 解码器的缓存被刷新，如下：

上图的逻辑是，只要本次解码的 AVPacket 的序列号跟上一次用的 AVPacket 的序列号不一样，立即刷新解码器缓存。

还有一个被连环影响的地方就是 读取 FrameQueue 的逻辑，FrameQueue 跟 PakcetQueue 不太一样，FrameQueue 本身是没有序列号的，只是它队列里面的 struct Frame 有 序列号，所以也会受到影响，如下：

可以看到，音频播放线程取数据的时候，会判断 Frame 的序列号是不是最新的，不是就立即丢弃。

序列号应用的场景还有一个，那就是时钟（Clock），如下：

typedef struct Clock {
       ...
    int serial;           /* clock is based on a packet with this serial */
    ...
    int *queue_serial;    /* pointer to the current packet queue serial, used for obsolete clock detection */
} Clock;

这个场景是音视频同步的时候用的，有点复杂。后面讲解音视频同步的时候会再分析 Clock 里面的序列号。